KR101451431B1

KR101451431B1 - 핸드오버 동안 데이터 블록 관리 방법

Info

Publication number: KR101451431B1
Application number: KR1020080023806A
Authority: KR
Inventors: 천성덕; 이영대; 박성준; 이승준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2014-10-15
Also published as: WO2008111820A1; KR20080084722A; US20100046472A1; US8774125B2

Abstract

무선통신 시스템에서 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 동안 소스 기지국이 상향링크 데이터 블록을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 타겟 기지국으로 상기 타겟 기지국이 단말로부터 수신할 데이터 블록의 일련번호를 알려주는 단계 및 상기 타겟 기지국으로부터 상기 일련번호에 해당하는 데이터 블록을 수신하는 단계를 포함한다. 핸드오버 과정에서 소스 기지국과 타겟 기지국이 적절하게 데이터를 나누어 처리하도록 함으로써, 타겟 기지국의 처리 용량을 줄이고, 네트워크 인터페이스 상의 오버헤드를 줄일 수 있다.

Description

핸드오버 동안 데이터 블록 관리 방법{Method of managing data blocks during handover}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 과정동안 데이터 블록을 관리하는 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다.

무선 통신 시스템이 유선 통신 시스템과 다른 점은 이동성을 가진 단말들에 게 끊임없는 서비스를 제공하여야 하는 데에 있다. 즉, 단말이 한 지역에서 다른 지역으로 옮겨 가는 경우에 대한 지원이 있어야 한다. 단말이 현재 접속하고 있는 기지국에서 멀어지고 있고, 동시에 또 다른 기지국에 가까워지고 있다면, 네트워크는 단말의 접속점을 새로운 기지국으로 옮겨주는 작업을 수행하여야 한다. 이전 기지국을 소스 기지국(source base station)이라 하고, 새로운 기지국을 타겟 기지국(target base station)이라 하며, 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 절차를 핸드오버라 한다. 일반적으로 핸드오버 과정에서 단말이 소스 기지국에 대한 접속을 끊고, 타겟 기지국으로의 접속을 완료하는 동안은 단말로의 데이터의 송신 및 수신이 불가능하다.

모든 사용자 데이터는 제한시간이 있다. 예를 들어 음성 통화(voice call)의 경우, 하나의 음성정보는 상대방에게 일정 시간 내에 전송이 되어야 한다. 또한 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷과 같은 패킷 데이터도 송신자로부터 수신자에게 일정시간 내에 도착해야 하고, 또한 수신자는 수신 확인을 일정 시간내에 송신자에게 알려야 한다.

단말과 기지국은 끊임없이 송신 및 수신한 데이터에 대해서 확인정보를 교환한다. TCP/IP 패킷은 하나의 패킷이 전송 도중에 하위 엔티티들에 의해서 손실된다면, 전송률이 급격히 떨어진다. 예를 들어, 전송률 100Mbit/s로 데이터를 주고 받다가 하나의 TCP/IP 패킷이라도 손실이 발생하면, 전송률은 예를 들어 10Kbit/s처럼 급격하게 떨어진다. 따라서, 무선 통신 시스템에서는 TCP/IP 패킷과 같이 손실에 대한 영향을 줄이기 위해서, 무손실(lossless) 모드를 사용한다. 이 무손실모드 는 AM(Acknowledged Mode) RLC(Radio Link Control)에 의해 제공될 수 있으며, 송신기의 AM RLC 개체는 전송한 데이터에 대해서 일정시간 내에 수신 확인 응답을 받지 못하거나, 또는 수신 실패 정보를 받게 되면 상기 데이터를 재전송한다. 송신기는 데이터를 항상 재전송하는 것은 아니며, 미리 정의된 최대 전송지연시간 이내에 수신 확인 응답이 있었을 경우에만 재전송을 수행한다.

도 1은 핸드 오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 단말은 자신이 속하고 있는 소스 기지국으로 데이터 블록을 전송한다(S10). 여기서는, 단말이 5개의 데이터 블록 단위(DB1~5)로 전송하고, 소스 기지국은 제3 데이터 블록 DB3에 대해 수신을 실패하여, 버퍼에 4개의 데이터 블록(DB1, DB2, DB4, DB5)를 저장하고 있다고 한다. 소스 기지국은 지정된 기준이 만족되면, 단말에게 핸드오버를 지시하는 핸드오버 명령 메시지를 전송한다(S11).

핸드오버를 지시한 후 소스 기지국은 상위 네트워크로 자신이 단말로부터 수신한 데이터 블록들 중에서, 연속적으로 받은 데이터 블록 DB1과 DB2를 전달한다(S12). 그리고, 소스 기지국은 나머지 데이터 블록들 DB4와 DB5를 타겟 기지국으로 전달한다(S13).

단말은 타겟 기지국으로 동기화를 요청한다(S14). 타겟 기지국은 타이밍 정보와 상향링크 할당을 단말에게 전달한다(S15). 단말은 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지를 보낸다(S16). 그리고, 타겟 기지국은 단말에게 수신확인(Acknowledgement) 정보를 보낸다(S17). 이 수신확인 정보는 타겟 기지국이 소스 기지국으로부터 어떤 데이터 블록을 성공적으로 받았는지 또는 어떤 데이 터 블록을 성공적으로 받지 못했는지에 관한 정보를 알려준다. 단말은 소스 기지국이 성공적으로 받지 못했다고 알려온 데이터 블록 DB3를 타겟 기지국으로 전송한다(S18). 타겟 기지국은 수신한 데이터 블록 DB3을 이전에 소스 기지국으로부터 수신한 데이터 블록들 DB4와 DB5를 함께 상위 네트워크로 보낸다(S19).

소스 기지국이 수신에 성공했지만, 연속적으로 수신되지 않은 데이터는 타겟 기지국으로 전달된다. 그런데 이는 결국에는 상위 네트워크로 전송되는 데이터임에도 불구하고 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 전달됨으로 인하여, 타겟 기지국의 처리 용량을 증가시키고, 유선 네트워크에서의 트래픽 증가를 초래하는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 핸드오버 과정에서 기지국의 처리 용량을 줄이는 방법을 제공하는 데 있다.

일 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 동안 소스 기지국이 상향링크 데이터 블록을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 타겟 기지국으로 상기 타겟 기지국이 단말로부터 수신할 데이터 블록의 일련번호를 알려주는 단계 및 상기 타겟 기지국으로부터 상기 일련번호에 해당하는 데이터 블록을 수신하는 단계를 포함한다.

다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 동안 타겟 기지국이 상향링크 데이터 블록을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 소스 기지국으로부터 데이터 블록의 일련번호를 수신하는 단계, 단말로부터 상기 일련번호에 해당하는 데이터 블록을 수신하는 단계 및 상기 소스 기지국으로 상기 일련번호에 해당하는 데이터 블록을 전송하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 동안 단말이 상향링크 데이터 블록을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 확인 메시지를 전송하는 단계, 상기 소스 기지국이 수신에 실패한 데이터 블록의 일련번호에 관한 수신확인 정보를 수신하는 단계 및 상기 데이터 블록을 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

핸드오버 과정에서 소스 기지국과 타겟 기지국이 적절하게 데이터를 나누어 처리하도록 함으로써, 타겟 기지국의 처리 용량을 줄이고, 네트워크 인터페이스 상의 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 2는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 2를 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간 에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/SAE 게이트웨이(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 3은 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 빗금친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위칭.

도 4는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계 층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 5는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 6은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 5 및 6을 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용할 수 있다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널(transport channel)로는 시스템 정보(System Information)를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel) 등이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink-Shared Channel)가 있다.

하향링크 전송채널에 맵핑되는 하향링크 물리채널로는 BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), MCH의 정보를 전송하는 PMCH(Physical Multicast Channel), PCH와 DL-SCH의 정보를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향링크 또는 상향링크 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)이 있다. PDCCH는 하향링크 L1/L2 제어채널이라고도 한다. 상향링크 전송채널에 맵핑되는 상향링크 물리채널로는 UL-SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송 하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, CQI(Channel Quality Indicator) 등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 과정에서의 데이터 관리 방법을 나타낸다. 소스 기지국은 핸드오버가 개시되기 전에 단말이 속하는 기지국을 말하고, 타겟 기지국은 핸드오버가 종료된 후 단말이 속하는 기지국을 말한다. 상위 네트워크는 단말의 이동성을 관리하며 MME/S-GW가 될 수 있다.

도 7을 참조하면, 단말은 자신이 속하고 있는 소스 기지국으로 상향링크 데이터 블록을 전송한다(S100). 여기서는, 단말이 5개의 데이터 블록 단위(DB1~5)로 전송하고, 소스 기지국은 데이터 블록 DB3에 대해 수신을 실패하여, 버퍼에 4개의 데이터 블록(DB1, DB2, DB4, DB5)를 저장하고 있다고 한다. 5개의 데이터 블록은 특정 계층에서 데이터 블록들을 관리하는 윈도우에 속하는 데이터 블록의 집합을 의미한다. 상기 계층은 PDCP 계층일 수 있으며, 이때 데이터 블록은 PDCP PDU(Protocol Data Unit)이 된다.

소스 기지국은 단말로부터 측정 보고 받아, 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정한다(S110). 핸드오버 결정에 따라 소스 기지국은 단말에게 핸드오버를 지시하는 핸드오버 명령 메시지를 전송한다(S120).

핸드오버를 지시한 후 소스 기지국은 상위 네트워크로 자신이 단말로부터 수신한 데이터 블록들 중에서, 연속적으로 받은 데이터 블록 DB1과 DB2를 전달한 다(S130).

소스 기지국은 윈도우 내의 데이터 블록들 중 자신이 수신하지 못한 데이터 블록 DB3의 일련번호(sequence number) S_DB3를 타겟 기지국으로 전달한다(S140). 소스 기지국은 자신이 수신한 데이터 블록들을 타겟 기지국으로 전달하지 않고, 원하는 데이터 블록의 일련번호만을 타겟 기지국으로 알려준다.

소스 기지국이 데이터 블록 DB3의 일련번호 S_DB3를 타겟 기지국으로 전달하는 이유는 윈도우 내의 데이터 블록들 중 자신이 수신하지 못한 데이터 블록 (예를 들어, DB3)을 알려주기 위함이다. 따라서, 동일한 정보를 알려주기 위해 기타 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 연속적으로 수신된 마지막 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)를 알려줄 수도 있다. 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 연속적으로 수신한 데이터 블록들 중에서 일련번호가 가장 높은 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)를 알려줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 윈도우내의 자신이 수신한 데이터 블록들의 일련번호들(예를 들어, S_DB1, S_DB2, S_DB4, S_DB5)를 알려줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 연속적으로 수신한 가장 마지막 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)와 일련번호가 가장 높은 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB5)사이에서 자신이 수신하지 못한 데이터 블록들의 일련번호(예를 들어, S_DB3)를 알려줄 줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 자 신이 상위 네트워크로 전달한 데이터 블록들 중 가장 마지막 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)를 알려줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 자신이 상위 네트워크로 전달한 데이터 블록들 중 일련번호가 가장 높은 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)를 알려줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 자신이 상위 네트워크로 전달한 데이터 블록들의 일련번호들들(예를 들어, S_DB1, S_DB2, S_DB4, S_DB5)를 알려줄 수 있다. 또 다른 예로, 소스 기지국은 타겟 기지국에게 자신이 상위 네트워크로 전달한 데이터 블록들 중 마지막 데이터 블록의 일련번호(예를 들어, S_DB2)와 자신이 상위 네트워크에 전달하지 못하고 저장하고 있는 데이터 블록들 중 가장 높은 일련번호(예를 들어, S_DB5) 사이의 일련번호를 가진 데이터 블록 중에서, 자신이 수신하지 못한 데이터 블록들의 일련번호(예를 들어, S_DB3)를 알려줄 수 있다.

단말은 타겟 기지국으로 동기화를 요청한다(S150). 이는 단말이 타겟 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 수행할 수 있다. 이 랜덤 액세스 프리앰블은 타겟 기지국이 이전에 할당한 전용 랜덤 액세스 프리앰블일 수 있다. 전용 랜덤 액세스 프리앰블은 핸드오버 명령 메시지를 통해 소스 기지국에서 단말로 전송될 수 있다.

타겟 기지국은 타이밍 정보와 상향링크 할당을 단말에게 전달한다(S160). 타이밍 정보와 상향링크 할당은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응 답 메시지를 통해 전송될 수 있다.

단말은 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지를 보낸다(S170). 핸드오버 확인 메시지는 상기 상향링크 할당을 이용하여 전송될 수 있다.

타겟 기지국은 단말에게 수신확인(Acknowledgement) 정보를 보낸다(S180). 수신확인 정보는 소스 기지국이 윈도우 내의 데이터 블록들 중 수신하지 못한 데이터 블록 DB3의 일련번호 S_DB3를 포함한다. 수신확인 정보는 소스 기지국이 타겟 기지국에게 수신을 요청한 데이터 블록의 일련번호를 포함한다. 수신확인 정보는 상시 핸드오버 확인 메시지에 대한 응답 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

여기서는 타겟 기지국이 데이터 블록 DB3의 일련번호 S_DB3를 단말에게 알려주고 있으나, 다른 예로, 소스 기지국은 핸드오버 명령 메시지 등을 이용하여, 자신이 수신하지 못한 데이터 블록 DB3의 일련번호(sequence number) S_DB3를 직접 단말에게 알려줄 수 있다.

단말은 소스 기지국이 성공적으로 받지 못했다고 알려온 데이터 블록 DB3를 타겟 기지국으로 전송한다(S190). 단말은 재전송되는 데이터 블록 DB3에 대해 소스 기지국에서 사용하던 보안 인증 설정 파라미터를 사용하여 암호화해서 전송할 수 있다. 타겟 기지국은 재전송 데이터 블록 DB3를 처리하지 않고 소스 기지국으로 전달하기 때문이다. 이는 단말이 이전에 소스 기지국으로 전송을 시도한 데이터 블록에 대해서는 소스 기지국에서 설정된 보안 인증 설정 파라미터를 사용하여 암호화 한 후 타겟 기지국으로 전송할 수 있음을 의미한다. 또는(alternatively), 단말은 재전송되는 데이터 블록 DB3에 대해 소스 기지국에서 사용하던 보안 인증 설정 파라미터를 사용하여 복호화(De-ciphering)하고, 타겟 기지국에서 설정된 보안 인증 설정 파라미터를 이용하여 암호화해서 전송할 수 있다. 단말은 재전송 데이터 블록이 소스 기지국에서 설정된 보안 인증 설정 파라미터로 암호화되었는지, 혹은 타겟 기지국에서 설정된 보안 인증 설정 파라미터로 암호화되었는지를 알려주는 지시자를 재전송 블록에 포함하여 전송할 수 있다.

타겟 기지국은 수신한 데이터 블록 DB3을 소스 기지국으로 전송한다(S200). 타겟 기지국은 이전에 소스 기지국으로 전송 시도가 이루어진 데이터 블록에 대해서는 직접 처리하지 않고 소스 기지국으로 전달한다.

소스 기지국은 버퍼에 저장중인 데이터 블록들 DB4 및 DB5와 타겟 기지국으로부터 수신한 데이터 블록 DB3을 재정렬하여, 재정렬에 성공하면 상위 네트워크로 보낸다(S210).

핸드오버 과정에서 소스 기지국과 타겟 기지국 간에 데이터 관리를 정의함으로써 불필요한 트래픽을 방지하고, 시스템의 효율을 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 관리 방법을 나타낸 흐름도이다. 이는 하향링크 데이터 블록을 위한 데이터 관리 방법이다.

도 8을 참조하면, 소스 기지국은 단말로 하향링크 데이터 블록을 전송한다(S300). 여기서는, 소스 기지국이 5개의 데이터 블록 단위(DB1~5)로 전송하고, 데이터 블록 DB3에 대해 전송을 실패하여, 버퍼에 데이터 블록 DB3를 저장하고 있 다고 한다.

핸드오버 결정에 따라 소스 기지국은 단말에게 핸드오버를 지시하는 핸드오버 명령 메시지를 전송한다(S310).

핸드오버를 지시한 후 소스 기지국은 전송에 실패한 데이터 블록 DB3를 타겟 기지국으로 전달한다(S320). 소스 기지국은 데이터 블록 DB3에 대해서 자신이 설정한 보안 인증 설정 파라미터로 암호화한 후 타겟 기지국으로 전송한다.

단말은 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(handover confirm) 메시지를 보낸다(S330).

타겟 기지국은 데이터 블록 DB3를 소스 기지국으로 전달받은 그대로 단말에게 전송한다(S340). 즉 타겟 기지국은 소스 기지국이 전송을 시도한 데이터 블록에 대해서는 소스 기지국이 설정한 보안 인증 설정 파라미터로 암호화된 상태로 전송한다.

타겟 기지국은 단말로부터 수신확인 정보를 수신한 후, 단말이 성공적으로 수신하지 못했다고 알려온 데이터 블록에 대해서는 소스 기지국이 설정한 보안 인증 설정 파라미터로 암호화된 상태로 전송한다.

타겟 기지국은 단말에게 소스 기지국이 전송 시도한 데이터 블록 중 가장 높은 일련번호를 알려줄 수 있다. 단말은 상기 일련번호 보다 높은 일련번호를 갖는 데이터 블록에 대해서는 타겟 기지국의 보안 설정 파라미터를 적용하고, 상기 일련번호 보다 낮은 일련번호를 갖는 데이터 블록에 대해서는 소스 기지국의 보안 설정 파라미터를 적용할 수 있다. 단말은 재정렬을 수행할 때 상기 일련번호를 바 탕으로 어떤 데이터 블록에 대해서 소스 기지국에서 사용하던 보안 설정, 즉 종래의 보안 설정 파라미터를 적용하고, 어떤 데이터 블록에 대해서, 타겟 기지국에서 사용할 보안 설정, 즉 새로운 보안 설정 파라미터를 적용할지를 결정할 수 있다.

또는, 타겟 기지국은 단말에게 타겟 기지국의 보안 설정 파라미터가 적용되는 첫번째 데이터 블록의 일련번호를 알려줄 수 있다. 단말은 상기 일련번호보다 같거나 큰 일련번호의 데이터 블록에 대해서는 타겟 기지국의 보안 설정 파라미터을 적용하고, 상기 일련번호보다 낮은 일련번호의 데이터에 대해서는 소스 기지국의 보안 설정 파라미터를 적용할 수 있다.

소스 기지국은 타겟 기지국으로 자신이 암호화를 적용한 데이터 블록에 대한 정보와 자신이 암호화를 수행하지 않은 데이터 블록에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 이 때 정보는 일련번호 등이다.

소스 기지국은 단말에게 핸드오버 명령 메시지를 통해 자신이 암호화를 적용한 데이터 블록에 대한 정보와, 자신이 암호화를 수행하지 않은 데이터 블록에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 이 때 정보는 일련번호 등이다. 소스 기지국이 암호화를 수행하지 않은 데이터 블록에 대해서는 타겟 기지국이 암호화를 수행한다. 단말은 상기 정보를 바탕으로, 타겟 기지국으로부터 전송되는 데이터 블록에 대해서, 복호화를 수행할 때 어떤 보안 설정 파라미터를 적용할지 결정할 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1은 핸드 오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 2는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 3은 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할을 나타낸 블록도이다.

도 4는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 5는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 6은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 과정에서의 데이터 관리 방법을 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims

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무선통신 시스템에서 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 동안 상기 소스 기지국이 상향링크 데이터 블록을 관리하는 방법에 있어서,

상기 소스 기지국에 속하고 있는 단말로부터 복수의 상향링크 데이터 블록을 수신하는 단계;

상기 단말로 핸드오버 명령 메시지를 전송하는 단계;

상기 타겟 기지국으로 상기 소스 기지국이 수신하지 못한 상향링크 데이터 블록의 일련번호를 전송하는 단계;

상기 단말로 상기 소스 기지국이 수신하지 못한 상향링크 데이터 블록의 일련번호를 전송하는 단계;

상기 타겟 기지국으로부터 상기 소스 기지국이 이전에 수신한 일련번호가 가장 높은 상향링크 데이터 블록보다 일련번호가 작은 상향링크 데이터 블록을 수신하는 단계; 및

상기 단말로부터 수신한 상기 복수의 상향링크 데이터 블록과 상기 타겟 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 블록을 재정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 복수의 상향링크 데이터 블록은 PDCP(packet data convergence protocol) PDU(protocol data unit)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 단말로부터 복수의 상향링크 데이터 블록을 수신하는 단계 및 상기 타겟 기지국으로부터 상향링크 데이터 블록을 수신하는 단계 이후, 상기 단말로부터 수신한 복수의 상향링크 데이터 블록과 상기 타겟 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 블록을 버퍼에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 타겟 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 블록은 상기 소스 기지국이 설정한 보안 인증 설정 파라미터를 이용하여 암호화된 것을 특징으로 하는 방법.
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